基于遗传算法的配电网无功补偿装置优化配置策略研究*

针对当前配电网母线电压稳定控制的无功补偿及选址定容的研究内容相对较少的问题,提出了一种基于遗传算法的无功补偿装置优化配置方法,通过多节点系统内有限补偿设备的合理规划,实现经济高效的母线电压稳定控制效果。验证结果表明,结合潮流计算的配电网遗传算法能有效优化补偿装置的位置和容量,可经济、合理地提高配电网电压整体水平。     

投切电容器组专用真空断路器性能研究

真空断路器切除并联电容器组时,如果发生重燃可引起较高的操作过电压,对电容器组等设备危害严重。降低真空断路器的重燃率是限制切除电容器组过电压的根本措施。笔者在分析研究真空断路器重燃机理的基础上,提出采用带串联电阻真空断路器的方法,通过限制合闸涌流和断口恢复电压的幅值,达到降低真空断路器切电容器组重燃率的目的。     

基于H∞鲁棒控制的多功能光伏逆变器

为使光伏逆变器在传输有功功率的同时能兼具电能质量治理功能,在一定程度上减少本地负载注入电网的谐波电流,提出一种基于H∞控制理论的电流控制器设计方法。在静止坐标系下建立起LCL型逆变器电流内环控制系统的状态空间模型;基于该模型利用H∞控制理论设计了稳态控制精度高、鲁棒性较强的重复控制器,在实现准确跟踪基波和低次谐波电流指令的同时,使控制系统对滤波器参数的摄动具备良好的适应性。利用PSCAD软件仿真验证了所设计控制器的有效性。     

不平衡电网下的改进型锁相环设计研究

针对电网三相不平衡时,常用锁相环方法存在电压测量偏移降低,检测准确度和抗低次谐波干扰能力弱的问题,提出一种基于改进型二阶广义积分器(Second Order Generalized Integrator,SOGI)的三相锁相环设计方案。分析了SOGI可提取出电压正序基波分量的原理;通过对SOGI进行频域特性分析,找到传统SOGI抗直流分量和低次谐波干扰能力弱的原因。据此,提出一种能消除直流分量影响的改进型SOGI结构,并以此改进型SOGI为基础通过多个并联来达到消除低次谐波干扰的目的;利用PSCAD软件对基于传统型SOGI的锁相环、基于单个改进型SOGI的锁相环、基于多个改进型SOGI并联的锁相环进行多项对比仿真,仿真结果证明了所提锁相方案的有效性。     

面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型

线路改造是在电网侧进行电压暂降治理的主要方式之一。为了经济、合理地确定线路的改造位置和治理方式,建立了面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型。针对断路器重合闸和熔断器配合保护的配电网,考虑故障位置、故障类型等因素,讨论分析了10种典型的保护动作配合方式,评估了配电网电压暂降持续时间。结合传统电压暂降幅值的计算方法,计算线路改造治理方案的成本及效果。考虑用户电压暂降耐受能力,建立了用户生产中断次数评估模型。定义了电压暂降总支出,以总支出最小为目标,计及技术约束、经济约束、治理范围约束和风险域约束,建立了面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型,并基于人工蜂群算法进行模型求解。以IEEE 33节点系统为算例,考虑治理投资成本充足和不足2种场景,通过仿真验证了所提方法的正确性和实用性。     

电缆化配电系统高频谐振频移方法

为解决电缆化配电网高频谐振问题,提出了一种基于配电网阻抗重构的高频谐振频移方法。首先,分析了电缆化配电网高次谐波源与高频谐振的产生机理。其次,给出了电缆化配电网阻抗重构的高频谐振频移方法,并比较不同无源阻抗重构后的频移及谐振峰抑制效果。然后,结合实际工程案例,利用系统函数绘出伯德图与根轨迹评价该方法对高频谐振治理效果以及系统稳定性的影响,验证了基于电缆化配电网阻抗重构的高频谐振频移方法的有效性,最后研究了无源阻抗参数变化对配电网高频谐振的影响。     

基于虚拟电阻谐波抑制的光伏逆变器控制研究

随着大量主动型负荷接入低压配电网,其带来的电能质量问题愈发严重而引起了广泛关注。针对低压配电网大量分布式电源接入带来的严重的谐波问题,本文提出一种基于虚拟电阻谐波抑制的光伏逆变器控制策略,使得光伏逆变器在除发电功能外还具备主动抑制谐波的功能。首先,提出基于虚拟电阻的谐波提取方法,通过检测并网点电压谐波值除以虚拟电阻值得到谐波电流补偿信号用于电流内环控制;然后根据诺顿等效定理分析最佳阻值的存在并分析了搜索方法,通过调整虚拟电阻值使得吸收谐波功率最大、电压总畸变率最小;最后,仿真和实验验证了该方法的有效性。     

基于IEC标准的超高次谐波测量方法差异性分析

电网中2 kHz～150 kHz频段超高次谐波引发的电磁兼容问题日益突出,但IEC标准尚未给出规范的测量方法,直接影响了相关电磁兼容的技术监督和管理。通过比较研究标准IEC 61000-4-7和IEC 61000-4-30对超高次谐波测量方法规定的差异与不足,提出适当的改进措施。然后,采用改进前后的测量方法对多类型典型信号进行仿真分析,从频谱泄露、聚合带宽以及幅值调制检测等角度研究不同测量方法之间差异所造成的影响。最后,通过实测数据综合评估各测量方法的效果,并给出应用建议,为2 kHz～150 kHz范围内超高次谐波测量的统一提供参考。     

基于MMC的D-STATCOM直流侧电压控制策略研究

针对模块化多电平换流器(MMC)子模块单元器件参数差异、并联损耗等原因导致的配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)直流侧电压不稳定问题,提出一种直流侧电压分层控制方法.通过电路的等效变换,建立基于MMC拓扑的D-STATCOM装置补偿电流和环流的数学模型,同时采用准比例谐振(PR)控制策略实现对指令补偿电流的跟踪和2倍频环流分量的抑制.通过对MMC模块整体、相间及各个单元分别控制,进而实现对直流电压的全局控制.最后,通过相关仿真和实验验证所提电流、电压控制策略的有效性.     

无储能动态电压恢复器安全运行区域

无储能动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)作为工程中解决电压暂降问题的常用设备,其实际运行受限于应用场景的参数。为解决上述问题,提出了一种无储能DVR安全运行区域的算法,基于应用场景参数计算无储能DVR的最大补偿能力,进而规范无储能DVR在工程中的应用。首先,基于线缆、变压器与无储能DVR装置安全补偿范围间的联系,构建了系统的阻抗模型;其次,分析了无储能DVR补偿过程造成的次生压降问题,结合系统过载能力计算无储能DVR装置的安全运行区域。最后,通过仿真分析对安全运行区域计算方法进行验证。结果表明：所提方法在应用场景约束条件下确定了新的无储能DVR安全运行区域,为有效应用无储能DVR提供理论参考。